CN1174472A - 数字视频信号处理器 - Google Patents

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Abstract

一个数字视频信号处理器,用于压缩一个数字视频信号并对于该压缩的信号进行记录,包括一个黑白信号检测器,确定该数字视频信号是否为一个黑白信号,并且当确定是一个黑白信号时,输出一个检测信号;数据块处理器,对于来自黑白信号检测器的数字视频信号按照预定的数据块单元进行混洗;一个信号压缩器,对于由数据块处理器输出的混洗的视频信号进行压缩;一个调制器,调制由该信号压缩器输出的已压缩的视频信号和一个黑白信号信息;一个控制器产生压缩控制信号。

Description

数字视频信号处理器
本发明涉及数字视频信号处理器，尤其是涉及象用于处理黑白视频信号的数字磁带录像机或数字摄像机的数字视频信号处理器。
通常，当视频数据被记录在数字盒式磁带录像机或数字摄录一体机(camcoder)中的录像带上的时候，视频数据是以预定的格式记录的。
图1A到图1C示出了一个普通数字视频盒式磁带录像机的一个记录格式。
图1A示出的是一个离散余弦变换(DCT)数据块，它包括一组8×8(64)的象素。图1B示出的是一个宏数据块，具有6个DCT数据块，即四个亮度成分，Y1、Y2、Y3和Y4，以及两个色差成分Cb和Cr。图1C示出了一个视频数据段，它包括5个宏数据块MB1、MB2、MB3、MB4和MB5。每一个图1B中的宏数据块的亮度成分Y1、Y2、Y3、和Y4的DCT数据块被离散余弦变换成DCT系数的14个字节，包括一个DC系数和多个AC系数。而且，针对色差成分Cb和Cr的DCT数据块的每一个都被离散余弦变换成DCT系数的10个字节，它包括一个DC系数和多个AC系数。
但是，在一个传统的数字信号录像机中，即使当用户记录一个黑白视频信号时，该色差成分Cb和Cr的AC系数仍然记录在磁带上，结果是降低压缩的效率，而且，色差成分Cr和Cb的AC系数可以是改变的而不保持在预定的电平，这将导致在视频信号中的噪声。
本发明的目的是，当在视频信号中只希望记录一个黑白信号时，提供一个黑白视频信号录像机，用于降低噪声和以高的分辨率记录一个黑白视频信号。
根据本发明的一个方面，为实现上述的目的，其中提供了一个数字视频信号处理器，用于压缩一个数字视频信号并对于该压缩的信号进行记录。在该数字视频信号处理器中，一个黑白信号检测器确定该数字视频信号是否为一个黑白信号，并且在当该数字视频信号被确定为是一个黑白信号时，输出一个检测信号。数据块处理器对于来自黑白信号检测器的数字视频信号按照预定的数据块单元进行混洗。一个信号压缩器对于由数据块处理器输出的混洗的视频信号进行压缩。一个调制器，调制由该信号压缩器输出的已压缩的视频信号和一个黑白信号信息。一个控制器产生压缩控制信号，以便输出到信号压缩器，和响应该检测信号，将黑白信号信息输出到该调制器。当接收到压缩控制信号时，信号压缩器对于混洗的视频信号进行变换编码，以便只采用DC系数对于彩色信号成分进行编码。结果是，能够以高清晰度对于黑白视频信号记录。
根据本发明的数字视频信号处理器的另一方面，包括一个对于数字视频信号以预定的数据块单元进行混洗的数据块处理器；一个信号压缩器压缩由该数据块处理器输出的已经混洗的视频信号；一个调制器，调制由该信号压缩器输出的已压缩的视频信号和一个黑白信号信息。一个控制器产生压缩控制信号，以便输出到信号压缩器，并响应由用户外部提供的一个键控输入信号，将黑白信号信息输出到该调制器。当接收到压缩控制信号时，信号压缩器对于混洗的视频信号进行变换编码，以便只采用DC系数对于彩色信号成分进行编码。
通过结合参考附图对于本发明的最佳实施例的详细描述，本发明的目的和优点将会变得显见。
图1A-1C示出了通常的数字盒式磁带录像机的记录格式；
图2是根据本发明的一个数字视频信号处理器的实施例的框图；
图3是根据本发明的又一个数字视频信号处理器的实施例的框图。
参考图2，示出的是本发明的一个数字视频信号处理器，包括一个黑白信号检测器210，用于确定输入的视频信号是否为一个黑白信号；一个数据块处理器220，用于对黑白信号检测器210输出的视频数据进行混洗以产生一个视频数据段(video segment)；一个存储器240，用于对由数据块处理器220处理的数据进行暂存；一个数据压缩器250，用于对数据块处理器220输出的数据进行压缩；一个奇偶校验加法器260，用于对由该数据压缩器250输出的已经压缩的视频数据加入一个奇偶校验；一个调制器270，用于调制从奇偶校验加法器260接收的视频数据和一个黑白信号信息数据；一个记录头280，用于把已调制的数据记录在一个记录介质中；以及一个控制器230，用于把一个压缩控制信号送到数据压缩器250，以便将彩色信号成分设置到一个预定的值并根据来自该黑白信号检测器210的检测信号产生一个黑白信号信息。
在图2中，输入的视频信号是一个从模拟视频信号转换的数字视频信号，以便能够将其记录在一个数字盒式磁带录像机或一个数字摄像机中的记录介质上。
黑白信号检测器210确定该数字视频信号是一个黑白信号或是一个彩色信号。有多种方法能够进行这种确定。例如，当数字视频信号中不包括一个色同步信号时，该数字视频信号就被确定为黑白信号，反之该信号被确定为彩色信号。
数据块处理器220进行对于从黑白信号检测器210输出的数据信号的混洗，以便增加压缩效率。当数据被混洗时，从一帧的五个不同的区域中提取宏数据块单元并结合成为一个数据段单元。存储器240暂存由数据块处理器220处理过的数据。在播放期间，被混洗的数据被解混洗，以便在一个没示出的再生器(reproducer)中恢复成原始的数据。
数据压缩器250通过执行离散余弦变换(DCT)和可变长度编码(VLC)对于来自数据块处理器220的数字视频信号进行压缩。
当黑白信号检测器210接收一个黑白信号时，就将一个黑白检测信号的高态有效脉冲加到控制器230。当接收到该检测信号时，控制器230产生压缩控制信号，输出到数据压缩器250，以便使得该数据压缩器250对于只具有DC系数的混洗的视频信号进行变换编码，而且，控制器230响应该检测信号而输出该黑白信号信息到所说的调制器270。
响应由控制器230输出的压缩控制信号，该数据压缩器250把在色差成分cr和cb中的DCT系数当中的DC系数转换成预定的DC值，并将AC系数设置为零。
由于AC系数变为零，即除去DC信号之外没有改变的信号，所以在输入视频数据信号中的噪声或量化噪声被减少。
而且，如果有大数据量的编码的亮度成分，该亮度成分就可以记录在分配给彩色成分的AC系数的区域中，在当前的实施例中，DC电平是128，它是由8比特表示的数的中值(median Valve of numbers)。
结果是，当着彩色成分在数据压缩器250中被转换成一个预定的DC值时，由于在与存在彩色信号的情况下相比较，被变换亮度成分的更多的AC系数可以被记录在图1B所示的宏数据块的彩色成分Cr和Cb的区域中，所以清晰度增加。
同时，奇偶校验加法器260将一个奇偶校验加到由数据压缩器250输出的视频数据上，以便使得从该介质在重放中再生的视频数据具有可忽略的误差。调制器270调制由奇偶校验加法器260输出的视频数据和由控制器230产生的黑白信号信息，以便使得记录头280在记录介质上记录该已调的数据。
在重放期间，被作为边侧信息(Side information)记录的黑白信号信息被用于再生在黑白视频信号中的记录数据。
图3是本发明的数字视频信号处理器的第二个实施例的示意框图。
图3的数字视频信号处理器包括用于对于输入的数字视频信号进行混洗的数据块处理器310；用于对由数据块处理器310处理的数据进行暂存的存储器320；对于由数据块处理器310输出的视频数据进行压缩的数据压缩器340；用于将奇偶校验加到由数据压缩器340输出的已压缩的视频数据的一个奇偶校验加法器350；一个用于调制由奇偶校验加法器350输出的视频数据和黑白信号信息数据进行调制的调制器360；用于将调制的数据记录在记录介质上的一个记录头370；和一个控制器330，用于将一个压缩控制信号加到数据压缩器340，以便将彩色成分设置在一个预定的值并产生响应一个键控输入信号332的黑白信号信息。
当用户想要以黑白模式记录一个视频信号时，用户可以将一个键控输入提供到装置中，该装置可以是一个数字摄像机或一个数字VCR。一旦接收到该键控输入信号332，控制器330就产生压缩的控制信号和一个黑白信号信息。
数据块处理器310执行对于输入的视频数据的混洗并构成视频数据段，以便增加压缩效率。同时，混洗的数据被解混洗，以便在重放中恢复成原始的数据。
通过执行离散余弦变换(DCT)和可变长度编码(VLC)，数据压缩器340压缩来自数据块处理器220的数字视频信号。
一旦接收到压缩控制信号时，数据压缩器340就把在色差成分Cb和Cr的DCT成分中的DC系数转换成预定的DC值并设置AC系数为零。
奇偶校验加法器350将一个奇偶校验加到由数据压缩器340输出的视频数据上，以便使得在从该介质上重放时再生的视频数据具有可忽略的误差。调制器360调制由奇偶校验加法器350输出的视频数据和由控制器330产生的黑白信号信息，以便使得记录头370在记录介质上记录。
在重放期间，被作为边侧信息(side information)记录的黑白信号信息被用于再生在黑白视频信号中的记录数据。
如上所述，当一个视频信号以黑白模式记录时，本发明通过设置彩色成分为一个预定的电平而减低噪声。而且，亮度信号可以记录在原本记录彩色信号的区域中，从而增加了信号的清晰度。

Claims (7)

1.一种数字视频信号处理器，用于压缩一个数字视频信号并对于该压缩的信号进行记录，它包括：
一个黑白信号检测器，用于确定该数字视频信号是否为一个黑白信号，并且在当该数字视频信号被确定为是一个黑白信号时，输出一个检测信号；
一个数据块处理器，对于来自黑白信号检测器的数字视频信号按照预定的数据块单元进行混洗；
一个信号压缩器，对于由所述数据块处理器输出的已混洗的视频信号进行压缩；
一个调制器，用于调制由所述信号压缩器输出的已压缩的视频信号和一个黑白信号信息；
一个控制器，用于产生压缩控制信号，以便输出到所述信号压缩器，并响应该检测信号，将黑白信号信息输出到所述调制器；
其中，当接收到压缩控制信号时，所说的信号压缩器对于已混洗的视频信号进行变换编码，以便只采用DC系数对于彩色信号成分进行编码。
2.根据权利要求1的数字视频信号处理器，其中，当色同步信号不存在于该数字视频信号中时，所说的信号检测器确定该数字视频信号是一个黑白信号。
3.根据权利要求1的数字视频信号处理器，其中，当接收到压缩控制信号时，所说的数据压缩器将编码信号的DC系数值转换成预定的值。
4.根据权利要求3的数字视频信号处理器，其中，该预定的值是由8比特表示的数的一个均值。
5.一个数字视频信号处理器，用于压缩一个数字视频信号并对于该压缩的信号进行记录，它包括：
一个对于数字视频信号以预定的数据块单元进行混洗的数据块处理器；
一个信号压缩器，用于压缩由所述数据块处理器输出的已经混洗的视频信号；
一个调制器，用于调制由所述信号压缩器输出的已压缩的视频信号和一个黑白信号信息；
一个控制器，用于产生压缩控制信号，以便输出到所述信号压缩器，并响应由用户外部提供的一个键控输入信号，将黑白信号信息输出到所述调制器；
其中，当接收到压缩控制信号时，所述信号压缩器对于已混洗的视频信号进行变换编码，以便只采用DC系数对于彩色信号成分进行编码。
6.根据权利要求5的数字视频信号处理器，其中，当接收到压缩控制信号时，所说的数据压缩器将编码信号的DC系数的值转换成预定的值。
7.根据权利要求6的数字视频信号处理器，其中，该预定的值是由8比特表示的数的一个均值。
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